阿波羅登月是人類航天史上最重大的一次進步,但一直以來就有一個登月騙局的説法,除了當時計算機技術太差,遠程控制技術不足,近年來還冒出一個説法,土星五號從地球上出發時巨大的火箭和發射場讓大家記憶猶新!
那麼飛船要在月球上起飛,必定需要一個巨大的發射場地,阿波羅登月前又沒有人建造這個發射場,那麼飛船是怎麼返回的呢?所以認為這就是一個騙局!
阿波羅飛船在月球上的發射台,是從地球上帶上去的!
相信很多朋友都搞明白這個道理了,登月艙有兩個關鍵結構組成,一個是下降段,還有一個上升段以及登月艙!如下圖結構:
登月艙中的下降段在落月時候提供變軌、減速、下降選址以及着陸等任務,成功着陸月面後飛船上的艙門打開,宇航員通過梯子爬到月面!任務完成後,上面級炸斷爆炸螺栓,將上升段和下降段分離,啓動火箭,脱離月面 ,然後返回近月軌道與服務艙對接!
阿波羅15號登月艙“鷹”從月球起飛
這兩個動圖應該很清楚能看到阿波羅飛船是怎麼飛離“發射台”了,它將下降段作為發射台,直接起飛,拋棄了登月後無用的下降段死重,還順便從這個平穩的台子上起飛,一舉兩得!
地球上起飛要那麼大發射塔,月球上為什麼只要一丟丟?
這個問題的關鍵在於,為什麼月球上起飛的發射台只要一點點大,但很明顯地球上土星五號起飛時那個發射塔是個巨大的建築,為什麼會這樣?這個問題可以從兩個角度來分析:
月球的重力加速度只有地球的六分之一
在地球上發射一艘飛船,需要將其加速到7.9千米/秒的速度才能到達近地軌道,需要11.2千米/秒才能脱離地球前往月球,而月球只要1.68千米/秒即可到達近月軌道,2.4千米/秒即可逃離月球飛回地球,因此發射同樣質量的物體,在月球上那是容易多了!
從地球出發,和從月球回來質量不一樣!
質量不是守恆麼,為什麼來回不一樣?很簡單,從地球上出發時候帶了所有的燃料和補給,然後火箭將在飛行途中依次丟掉一級火箭、二級火箭和三級火箭!當登月飛船從地球軌道上前往月球時,總重達3000多噸的登月飛船+火箭,只剩下不到50噸(約46噸)的質量!
而登月時,只有登月艙獨立登陸,質量為16.5噸左右,最後完成任務時,從月面起飛的上升段質量不超過10噸,所以我們可以比較下,3000多噸的需要有強大的後勤保障能力才能發射,但10噸的小火箭,隨便玩玩不是嗎?
從近地軌道出發時的狀態
因此阿波羅計劃中的飛船,從月面返回時,一個小小的發射台即可!
嫦娥五號又將怎麼返回?
環球網11月17日報道,今天上午,長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在文昌航天發射場垂直轉運至發射區,計劃於11月下旬擇機實施發射。經過此前發射任務的磨合,長征五號進行了改進和完善。在前期總裝、測試等系列工作完成後,目前長征五號已經為即將執行的嫦娥五號任務做好了準備。
嫦娥五號執行的是繞落回的終極任務“回”,此前有消息稱,將於11月24日發射,預計將在月球正面的風暴洋北部呂姆克火山附近登陸,攜帶了鑽地設備,將在鑽地採樣將樣品裝回返回器後,深空與環月軌道上的軌道器對接,然後再返回地球!
那麼嫦娥五號又將如何從月面發射返回呢?
一直到現在,月面降落並且返回的飛船,採用的都是經典的阿波羅登月飛船結構,也就是説,軌道器和登月器在月球軌道上分離,然後登月器在月面降落,完成任務後登月器中的着陸器和上升器返分離,上升器返回月球軌道!
上升器+着陸器就是要登陸月面的,而返回器和軌道器則在任務期間繞月飛行,等待上升器返回!上升器的結構和登月飛船是類似的!
嫦娥五號整個階段任務
這部分就是在月面登陸的狀態
這個狀態是月面起飛的狀態
着陸器就被拋棄在月面上了,然後上升器和軌道器對接,將月岩樣品轉移到返回器內,然後軌道器和返回器就開始返回地球,到達地球軌道時兩者分離,返回器穿過大氣層返回地球!
這種拋棄死重的結構是火箭比衝不夠高情況下不得已的選擇,未來火箭推力增加,可以使用單級火箭入軌時,那麼在月球或者火箭着陸時將不再使用下降段作為發射台,直接利用撐腳撐起飛船起飛!
未來的月面登陸
這種條件下,下降和上升將會使用同一級火箭,儘管會增加一些死重,但減少了研發和製造成本,不太清楚2024年美國重返月球使用何種結構,據資料,就是上圖的模式,但筆者不太確定,哪位高手留言告知下!